Question

在室溫下，化學(xué)反應(yīng)I^-_（aq）+OCl^-_（aq）=OI^-_（aq）+Cl^-_（aq）的反應(yīng)物初始濃度、溶液中的氫氧根離子初始濃度及初始速率間的關(guān)系如下表所示：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	I-的初始濃度 （mol?L-1）	OCl-的初始濃度 （mol?L-1）	OH-的初始濃度 （mol?L-1）	初始速率v （mol?L-1?s-1）
1	2×10-3	1.5×10-3	1.00	1.8×10-4
2	a	1.5×10-3	1.00	3.6×10-4
3	2×10-3	3×10-3	2.00	1.8×10-4
4	4×10-3	3×10-3	1.00	7.2×10-4

已知表中初始反應(yīng)速率與有關(guān)離子濃度關(guān)系可以表示為v=k[I^-]¹[OCl^-]^b[OH^-]^c（溫度一定時(shí)，k為常數(shù)）
①為了實(shí)施實(shí)驗(yàn)1，某同學(xué)取5mL0.02mol?L^-1碘化鉀溶液、5mL0.015mol?L^-1次氯酸鈉溶液、40mL某濃度氫氧化鈉溶液混合反應(yīng)．則該氫氧化鈉溶液物質(zhì)的量濃度為

 

②實(shí)驗(yàn)2中，a=

 

③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)4的目的是

 

；
④計(jì)算b、c值：b=

 

；c=

 

⑤若實(shí)驗(yàn)編號(hào)4的其它濃度不變，僅將溶液的酸堿值變更為pH=13，反應(yīng)的初始速率v=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

專題：化學(xué)反應(yīng)速率專題

分析：①根據(jù)公式v=k[I^-]¹[OCl^-]^b[OH^-]^c，聯(lián)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1和4求出b，將b的數(shù)據(jù)代入公式并將實(shí)驗(yàn)1的數(shù)據(jù)代入可得K值，將K值和b值代入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)3可得C值，再根據(jù)5mL0.02mol?L^-1碘化鉀溶液、5mL0.015mol?L^-1次氯酸鈉溶液、40mL某濃度氫氧化鈉溶液進(jìn)行求解；
②根據(jù)公式v=k[I^-]¹[OCl^-]^b[OH^-]^c，聯(lián)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1和4求出b，將b的數(shù)據(jù)代入公式并將實(shí)驗(yàn)1的數(shù)據(jù)代入可得K值，將K值和b值代入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)3可得C值，將實(shí)驗(yàn)2的數(shù)據(jù)代入即可求解；
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)4的數(shù)據(jù)的異同點(diǎn)分析；
④根據(jù)分析①可求解；
⑤將b=1，K=60，C=-1，代入得公式v=k[I^-]¹[OCl^-]^b[OH^-]^c，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)4和OH^-的初始濃度變?yōu)?.1mol?L^-1，代入即可求解．

解答： 解：①將實(shí)驗(yàn)1數(shù)據(jù)代入公式v=k[I^-]¹[OCl^-]^b[OH^-]^c，可得1.8×10^-4mol?L^-1?s^-1=K[0.002mol?L^-1][0.0015mol?L^-1]^b[1mol?L^-1]^c設(shè)為A式，將實(shí)驗(yàn)4代入公式v=k[I^-]¹[OCl^-]^b[OH^-]^c，可得7.2×10^-4mol?L^-1?s^-1=K[0.004mol?L^-1][0.003mol?L^-1]^b[1mol?L^-1]^c設(shè)為B式，將AB兩式聯(lián)合組成方程組求解，可得，b=1，將b=1代入1.8×10^-4mol?L^-1?s^-1=K[0.002mol?L^-1][0.0015mol?L^-1]^b[1mol?L^-1]^c，可得K=60，將實(shí)驗(yàn)3數(shù)據(jù)代入公式v=k[I^-]¹[OCl^-]^b[OH^-]^c，可得1.8×10^-4mol?L^-1?s^-1=K[0.002mol?L^-1][0.003mol?L^-1]^b[1mol?L^-1]^c，將b=1，K=60，代入得C=-1，取5mL0.02mol?L^-1碘化鉀溶液、5mL0.015mol?L^-1次氯酸鈉溶液、40mL某濃度氫氧化鈉溶液混合反應(yīng)，溶液的總體積為50mL，則I^-的初始濃度為C=

n

V

=

0.0001mol

0.05L

=0.002mol?L^-1，OCl^-的初始濃度C=

n

V

=

0.000075mol

0.05L

=0.0015mol?L^-1，初始速率v=1.8×10^-4mol?L^-1?s^-1，將數(shù)據(jù)代入公式v=k[I^-]¹[OCl^-]^b[OH^-]^c，可得1.8×10^-4×

1mol/L×0.05L

0.04L

mol?L^-1?s^-1=K[0.002mol?L^-1][0.0015mol?L^-1]^b[OH^-]^c，將b=1，K=60，C=-1，代入得[OH^-]=1mol?L^-1，原氫氧化鈉溶液為40mL某濃度氫氧化鈉溶液，所以原氫氧化鈉溶液物質(zhì)的量濃度為C=

n

V

=

1mol/L×0.05L

0.04L

=1.25mol?L^-1，
故答案為：1.25mol/L；
②根據(jù)①的分析知：b=1，K=60，C=-1，聯(lián)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)2代入公式v=k[I^-]¹[OCl^-]^b[OH^-]^c，可得3.6×10^-4mol?L^-1?s^-1=K[a]¹[0.0015mol?L^-1]¹[1mol?L^-1]，可得a=4×10^-3，
故答案為：4×10^-3；
③根據(jù)①的解答，聯(lián)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1和4求出b，對(duì)照實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)4的數(shù)據(jù)的異同點(diǎn)，不同的數(shù)據(jù)有助于探究OCl^-離子對(duì)反應(yīng)速率的影響，
故答案為：探究OCl^-離子對(duì)反應(yīng)速率的影響；
④由①的解答知b=1，K=60，c=-1，故答案為：1；-1；
⑤將b=1，K=60，C=-1，代入得公式v=k[I^-]¹[OCl^-]^b[OH^-]^c，得v=60[I^-]¹[OCl^-]^b[OH^-]^-1，將OH^-的初始濃度變?yōu)?.1mol?L^-1，I^-的初始濃度為4×10^-3mol?L^-1，OCl^-的初始濃度為3×10^-3mol?L^-1，代入得反應(yīng)的初始速率v=7.2×10^-3mol?L^-1?s^-1，故答案為：7.2×10^-3mol?L^-1?s^-1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了反應(yīng)速率與有關(guān)離子濃度的關(guān)系，須正確理解反應(yīng)速率的公式的運(yùn)用，題目難度中等．